Firma Intel, będąca oficjalnym partnerem w zakresie procesorów podczas igrzysk olimpijskich i paraolimpijskich, oraz firma Olympic Broadcasting Services (OBS) przeprowadziły badanie koncepcyjne (Proof of Concept, PoC) otwartej architektury referencyjnej dla definiowanego programowo wozu do transmisji zewnętrznej z wykorzystaniem sprzętu COTS. Taki model może potencjalnie obniżyć koszty i złożoność produkcji filmowej na żywo, jednocześnie zwiększając elastyczność i skalowalność.
Produkcja filmowa na żywo zmienia się, odchodząc od historycznej zależności od nieelastycznych, kosztownych zastrzeżonych standardów i sprzętu na bardziej otwarty model oparty na komercyjnym sprzęcie dostępnym w sprzedaży (COTS). Przyjęcie modelu wdrażania opartego na oprogramowaniu IP do produkcji filmowej umożliwia branży czerpanie korzyści z innowacji wprowadzanych w szerszym zakresie w branży technologii informacyjnych i komunikacyjnych (ICT). Dzięki temu architekci rozwiązań na potrzeby produkcji filmowej korzystają z zalet elastyczności, skalowalności i kosztów, zastępując zastrzeżoną infrastrukturę technologiami IT ogólnego przeznaczenia. Łącząc doświadczenie firmy OBS w zakresie produkcji filmowej na żywo i technologii produkcji filmowej z doświadczeniem firmy Intel we wdrażaniu platform obliczeniowych i sieciowych powszechnie stosowanych w branży teleinformatycznej, udało nam się zbudować w pełni funkcjonalny „wirtualny OB”.
Standardy ST 2110 Stowarzyszenia Inżynierów Filmowych i Telewizyjnych (Society of Motion Picture and Television Engineers, SMPTE) dotyczące transmisji filmowej opartej na protokole IP umożliwiają przejście produkcji filmowej ze specyficznego dla nadawców szeregowego interfejsu cyfrowego (SDI) na architekturę otwartą. Transformacja ta umożliwia również zdalne, scentralizowane lub rozproszone przepływy pracy związane z produkcją filmową w chmurze, co pomaga obniżyć koszty tworzenia materiałów filmowych. Zmodernizowane podejście umożliwia jednemu zespołowi obsługę wielu wydarzeń w ograniczonym czasie, eliminując konieczność wysyłania dedykowanych ekip produkcyjnych i własnego sprzętu do miejsc, w których odbywają się wydarzenia na żywo, lub zlecania zadań produkcyjnych firmom zewnętrznym.
Badanie koncepcyjne (PoC) otwartej architektury referencyjnej na Olimpiadzie
W ramach stałej współpracy firmy Intel i Olympic Broadcasting Services definiują architekturę referencyjną dla definiowanego programowo wozu transmisyjnego pod roboczą nazwą: wóz transmisyjny do zwirtualizowanej transmisji zewnętrznej (Virtualized Outside Broadcast Van, vOB). Celem jest w pełni zwirtualizowana architektura oparta na wspólnej platformie wykorzystującej sprzęt COTS zarządzany za pomocą orkiestratorów transmisji i sieci definiowanych programowo (SDN).
Zdefiniowana architektura wykorzystuje otwarte interfejsy programowania aplikacji (API) i zachowuje sposób obsługi znany inżynierom i operatorom korzystającym z tradycyjnych urządzeń transmisyjnych. Platforma oparta na standardach umożliwia wdrażanie na tej samej platformie fizycznej wielu najlepszych w swojej klasie aplikacji pochodzących od jednego lub kilku wybranych dostawców. Takie podejście ułatwia prostą skalowalność fizycznych zasobów sprzętowych w celu dostosowania ich do złożoności i wymagań obliczeniowych dla różnych transmitowanych wydarzeń.
Firmy Olympic Broadcasting Services i Intel wspólnie zdefiniowały architekturę spełniającą wymagania dotyczące sieci, przetwarzania, pamięci masowej, oprogramowania, sterowania i orkiestracji dla produkcji filmowej na żywo przy użyciu sprzętu COTS.
Architektura referencyjna, zastosowana po raz pierwszy podczas zawodów curlingowych w trakcie Zimowych Igrzysk Olimpijskich 2022, odwzorowywała standardową produkcję telewizyjną udostępnianą nadawcom międzynarodowym. W projekcie uczestniczyło wielu dostawców, a ich oprogramowanie zostało wdrożone na wspólnej platformie przetwarzania strumieni audio i wideo. W pierwszym etapie tego projektu priorytetem jest funkcjonalność i interoperacyjność, czyli pobieranie i przetwarzanie kanałów wideo i audio o standardowym zakresie dynamiki (SDR) 1080p50. W następnej fazie projektu zostanie zwiększona rozdzielczość wideo do 4K oraz włączona obsługa wideo o wysokim zakresie dynamicznym (HDR). Oczekuje się, że transformacyjny charakter architektury referencyjnej przyniesie nadawcom następujące korzyści:
- Obniżone koszty obejmują zarówno koszty kapitałowe sprzętu (CapEx), jak i koszty operacyjne logistyki (OpEx) związane z obsługą wydarzeń. Wykorzystanie sprzętu COTS ogólnego przeznaczenia typu drop-in zamiast wysyłania specjalistycznego, dedykowanego sprzętu usprawnia logistykę i umożliwia zmniejszenie powierzchni zajmowanej przez urządzenia. Zasoby COTS mogą być również ponownie wykorzystane w okresach bez wydarzeń, co pomaga zamortyzować koszty na inne obciążenia, a nakłady inwestycyjne można przenieść na koszty operacyjne, płacąc tylko za potrzebny sprzęt i oprogramowanie, na żądanie. Nowe kodeki i funkcje można dodawać za pomocą prostych aktualizacji oprogramowania, co nie wymaga modernizacji wózków widłowych.
- Zwiększona elastyczność jest możliwa dzięki otwartemu rozmieszczaniu obciążeń i możliwości wyboru najlepszych w swojej klasie aplikacji wśród dostawców rozwiązań, a także dzięki obsłudze wielu wdrożeń oprogramowania na jednej wspólnej platformie. Oddzielne przepływy pracy mogą być efektywnie dystrybuowane w różnych lokalizacjach, w tym w siedzibie firmy, poza nią i w chmurze, a architekturę można łatwo skalować w miarę potrzeb przez dodanie dodatkowych zasobów obliczeniowych do istniejącej infrastruktury.
- Jednolite platformy oparte na architekturze COTS zapewniają jednorodną architekturę potoków produkcji filmowej, która naśladuje infrastrukturę informatyczną ogólnego przeznaczenia używaną w innych miejscach organizacji, co upraszcza wdrażanie i konserwację.
- Skalowalność zwiększa się dzięki stałemu zwiększaniu dostępności i poprawie ceny przepustowości i zdolności przełączania IP, dzięki czemu można stopniowo zwiększać przepustowość infrastruktury przy stałym poziomie inwestycji finansowych.
- Usprawnienia redundancji zapewniane przez ujednoliconą platformę obejmują korzyści wynikające z zastosowania redundancji N+1 w porównaniu z redundancją 1+1, co pozwala obniżyć koszty i zmniejszyć wielkość zajmowanej przestrzeni podczas wydarzeń. Redundancję może również zapewniać infrastruktura chmurowa, która jest wykorzystywana tylko w przypadku, gdy jest to potrzebne, co pozwala jeszcze bardziej obniżyć koszty.
- Ślad węglowy zmniejsza się, dzięki uniknięciu konieczności wysyłania wozów transmisyjnych, sprzętu i personelu do miejsc, w których odbywają się wydarzenia, zwłaszcza międzynarodowe.
Cele PoC
Dzięki walidacji architektury referencyjnej na Zimowych Igrzyskach Olimpijskich 2022 firmy Intel i Olympic Broadcasting Services osiągają następujące cele:
- Zmniejszenie złożoności logistycznej i operacyjnej w porównaniu z tradycyjną infrastrukturą transmisyjną, w tym planowania, transportu i konfiguracji.
- Zapewnienie otwartej architektury, która zastępuje monolityczny, zastrzeżony sprzęt transmisyjny zwirtualizowanymi i skonteneryzowanymi usługami przeznaczonymi do działania na sprzęcie COTS i w infrastrukturze chmurowej.
- Zwiększenie elastyczności poprzez umożliwienie jednemu systemowi pełnienia wielu ról podczas różnych wydarzeń sportowych i innych imprez na żywo, co pozwala na testowanie i uruchamianie poza ograniczonymi ramami czasowymi.
- Zmniejszenie całkowitego rozmiaru przestrzeni transmisyjnej w obiektach i w Międzynarodowym Centrum Nadawczym (IBC).